(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定及び可動スクロールからなり、前記固定スクロールの軸心周りに前記可動スクロールが公転旋回運動されて前記固定及び前記可動スクロールの前記各ラップ間に作動流体の作動室を形成するスクロールユニットと、
前記可動スクロールをその前記基面とは反対側である背面の外周部にて公転旋回運動可能に支持する台座部を有するフレームと、
前記可動スクロールをその前記背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構とを備え、
前記支持機構は、
前記可動スクロールの前記背面に設けられた凹部と、
前記凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、
前記フレームの前記底面から突設された固定軸と、
前記固定軸が前記ブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部と
からなることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記支持機構では、前記凹部と前記係合部とは前記固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記ブッシュは、前記可動スクロール及び前記固定軸の互いの相対回転を許容する滑り軸受であることを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記フレームに対して前記固定軸または前記ブッシュを進退可能にして前記固定スクロールの前記基面と前記可動スクロールの前記基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記隙間調整手段は、前記固定軸または前記ブッシュの前記フレームに対する螺進量を調整することにより前記隙間を調整するねじ機構であることを特徴とする請求項４に記載のスクロール型流体機械。
【請求項６】
前記ブッシュには減肉部が形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のスクロール型流体機械。
【請求項７】
前記ブッシュにはバランスウェイトが設けられることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械に係り、詳しくは、単板型スクロールを備えた圧縮機一体型膨張機として用いて好適なスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型流体機械には、旋回スクロール（可動スクロール）端板（基板）の片面（基面）に設けた旋回スクロールラップ（ラップ）と、旋回スクロールラップと噛合う固定スクロールラップ（ラップ）とから構成されるスクロールユニットを備え、このスクロールユニットの作動区域を仕切り壁により圧縮作動区域と膨張作動区域とに仕切って圧縮部と膨張部とを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０２６７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、可動スクロールに公転旋回運動を付与するため、可動スクロールの基面とは反対側の面である背面に円筒状のボスが突設され、このボスには駆動軸の偏心ピンが連結される。駆動軸は軸受を介してメインフレームに支持されており、電動機等の駆動源により回転駆動される。
また、可動スクロールの背面側にはメインフレームとの間に潤滑油の圧力が作用する背圧室が形成され、可動スクロールは背圧室を介したメインフレームによって公転旋回運動可能に支持されている。
【０００５】
ここで、上記駆動軸は一体化された軸本体が偏心ピンにおいて偏心され、偏心ピンとボスとの間、駆動軸の偏心ピン以外の軸部とメインフレームとの間には、それぞれ若干の隙間を有して軸受が設けられている。駆動軸において偏心ピンと上記軸部とが駆動軸の軸線方向に離間していることから、可動スクロールの公転旋回運動に伴い駆動軸に作用するラジアル荷重の作用点と支点との軸線方向の距離が長くなり、上記各隙間の存在も相俟って駆動軸に駆動軸を傾かせる方向に力のモーメント、すなわち可動スクロールの転覆モーメントが作用し、駆動軸がボス及びメインフレームに対して片当たりし易くなる。
【０００６】
このような片当たりはスクロールユニットで得られる駆動エネルギーの機械損失を増大させる。詳しくは、流体機械の運転状況によって上記膨張部への作動流体の吸入圧力が高くなる場合には、可動スクロールの回転トルクが増加し、ひいては流体機械による回収動力が増加し、可動スクロールをその外周側へ押しやる押し付け力や駆動軸に作用するラジアル荷重が増加する。この結果、可動スクロール及びメインフレームに対する駆動軸の摩擦抵抗が増大し、上記駆動エネルギーの機械損失が増大する。
【０００７】
一方、背圧室の圧力を比較的高圧に管理する、或いは、流体機械の組み付け時にハウジングを構成するシェル同士の隙間に介在させるシムの厚みを調整するといった措置をとることにより、固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の隙間を適切に管理し、上記駆動エネルギーの機械損失を低減することが考えられる。しかしながら、これでは流体機械の構成が複雑になり、流体機械の組み付け工程に長時間を要するとの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡易にしてスクロールユニットの駆動エネルギーの機械損失を低減することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載のスクロール型流体機械は、各基板の各基面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定及び可動スクロールからなり、固定スクロールの軸心周りに可動スクロールが公転旋回運動されて固定及び可動スクロールの各ラップ間に作動流体の作動室を形成するスクロールユニットと、可動スクロールをその基面とは反対側である背面の外周部にて公転旋回運動可能に支持する台座部を有するフレームと、可動スクロールをその背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持する支持機構とを備え、支持機構は、可動スクロールの背面に設けられた凹部と、凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、フレームの底面から突設された固定軸と、固定軸がブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部とからなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明では、請求項１において、支持機構では、凹部と係合部とは固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配されることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、請求項１または２において、ブッシュは、可動スクロール及び固定軸の互いの相対回転を受容する滑り軸受であることを特徴としている。
更にまた、請求項４記載の発明では、請求項１乃至３の何れかにおいて、フレームに対して固定軸またはブッシュを進退可能にして固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整する隙間調整手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５記載の発明では、請求項４において、隙間調整手段は、固定軸またはブッシュのフレームに対する螺進量を調整することにより隙間を調整するねじ機構であることを特徴としている。
更に、請求項６記載の発明では、請求項１乃至５の何れかにおいて、ブッシュには減肉部が形成されることを特徴としている。
【００１２】
更にまた、請求項７記載の発明では、請求項１乃至６の何れかにおいて、ブッシュにはバランスウェイトが設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、可動スクロールをその背面の中心部にて公転旋回運動可能に支持し、可動スクロールの背面に設けた凹部と、凹部に摺回動可能に嵌挿されたブッシュと、フレームの底面から突設された固定軸と、固定軸がブッシュの偏心位置に摺回動可能に係合された係合部とからなる支持機構を備える。
【００１４】
このような支持機構により、可動スクロールの公転旋回運動に伴い発生する固定軸の傾きを凹部または係合部で規制することができるため、固定軸をフレームのみで支持する場合に比して、可動スクロールの転覆を抑制することができ、フレームに対して発生する可動スクロールの摩擦抵抗を低減することができるため、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、支持機構では、凹部と係合部とは固定軸の軸線方向において互いにオーバーラップして配される。これにより、固定軸に作用するラジアル荷重の作用点と支点とを固定軸の径方向に並置することができるため、固定軸を傾かせる方向に発生する力のモーメント、すなわち可動スクロールの転覆モーメントを確実に抑制することができる。従って、フレームに対して発生する可動スクロールの摩擦抵抗を確実に低減することができるため、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を確実に低減することができる。
【００１６】
更に、請求項３記載の発明によれば、ブッシュは、可動スクロール及び固定軸の互いの相対回転を受容する滑り軸受である。これにより、可動スクロールの公転旋回運動に伴いブッシュに作用するスラスト荷重とラジアル荷重とをブッシュに一括して受容させることができるため、スラスト用及びラジアル用のベアリングを別個に設ける場合に比して、スクロールユニットの更なる軽量化及び小径化が可能となり、可動スクロールの背面側の空間である背圧室を大きく確保することができる。従って、可動スクロールの低背圧化が可能となるため、固定スクロールに対する可動スクロールの摩擦抵抗を更に低減することができ、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができる。
【００１７】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、フレームに対して固定軸またはブッシュを進退可能にして固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整する隙間調整手段を備える。これにより、固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の寸法誤差に基づいてフレームに対する固定軸の螺進量を調整することができる。従って、簡易な構成で固定スクロールに対する可動スクロールの軸線方向の寸法誤差を適切に管理することができるため、固定スクロールに対する可動スクロールの摩擦抵抗を容易に低減することができ、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明によれば、隙間調整手段は、フレームに対する固定軸またはブッシュの螺進量を調整することにより隙間を調整するねじ機構である。これにより、フレームと固定軸またはブッシュとの間にねじ機構を設けるだけの簡易な構成で固定スクロールの基面と可動スクロールの基面との隙間を調整することができて好ましい。
更に、請求項６記載の発明によれば、ブッシュに減肉部が形成されることにより、ブッシュの摺回動時にブッシュから凹部に作用する遠心力を減肉部の大きさや位置によって調整することができるため、ブッシュの凹部における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
【００１９】
更にまた、請求項７記載の発明によれば、ブッシュにバランスウェイトが設けられることにより、ブッシュの摺回動時にブッシュから凹部に作用する遠心力をバランスウェイトの重量や大きさ、位置によって調整することができるため、ブッシュの凹部における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、スクロール型流体機械の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスクロール型流体機械の縦断面図である。
【図２】図１の固定スクロールをその基面側からみた平面図である。
【図３】図１の可動スクロールをその基面側からみた平面図である。
【図４】図１の可動スクロールの支持機構を拡大した断面図である。
【図５】図４の固定軸の斜視図である。
【図６】図４のブッシュの斜視図である。
【図７】図４の固定軸にブッシュを組み付けた状態を軸部側からみた上面図である。
【図８】図４の支持機構の概略を示した構成図である。
【図９】（ａ）シールリングを自転阻止機構の固定軸側（可動スクロールの中心側）に配置したとき、（ｂ）シールリングを自転阻止機構の反固定軸側（可動スクロールの外周側）に配置したときの可動スクロールの背圧分布と、固定スクロールに対する可動スクロールの押し付け力分布とを表した概念図である。
【図１０】本発明の変形例に係る支持機構を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。
【図１２】本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。
【図１３】本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。
【図１４】本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。
【図１５】本発明の別の変形例に係る支持機構の概略を示した構成図である。
【図１６】本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。
【図１７】本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。
【図１８】本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。
【図１９】本発明の別の変形例に係るブッシュの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１はスクロール型流体機械１の縦断面図を示している。流体機械１は、例えば、縦置き型の圧縮機一体型膨張機であり、超臨界となる二酸化炭素冷媒が循環するヒートポンプ等の図示しない冷凍サイクルに介挿され、当該冷凍サイクルは図示しない空調機やヒートポンプ式給湯機等に組み込まれており、流体機械１は上記冷媒の圧力によって膨張動作を行う後述の膨張部２と、膨張部２の膨張動作によって圧縮動作を行う後述の圧縮部４とを備えている。
【００２２】
流体機械１はハウジング６を備え、ハウジング６内には、主として、固定スクロール８と固定スクロール８に対し公転旋回運動される可動スクロール１０とから構成されるスクロールユニット１２と、可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持するメインフレーム（フレーム）１４及び固定軸１６と、メインフレーム１４とともに固定軸１６を支持する支持部材１８とが配設されている。
【００２３】
ハウジング６は、メインフレーム１４の外周部１４ａと、メインフレーム１４の上部を覆うキャップ状のトップシェル２０と、メインフレーム１４の下部を覆うキャップ状のボトムシェル２２とから構成されている。ハウジング６は、シェル２０，２２をＯリング２３を介し外周部１４ａを挟み込むようにしてボルト２５で互いに締結することにより密閉されている。密閉されたハウジング６内には、流体機械１の作動流体として上記冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を圧縮部４にて圧縮した圧力が作用している。
【００２４】
詳しくは、トップシェル２０には、冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を膨張部２に吸入する膨張側吸入管２４と、膨張部２にて膨張された冷媒を冷凍サイクルに向けて吐出する膨張側吐出管２６と、圧縮部４にて圧縮された冷媒を冷凍サイクルに向けて吐出する圧縮側吐出管２８とが接続されている。膨張側吸入管２４と膨張側吐出管２６とは、固定スクロール８の基板８ａ内に形成された膨張側吸入室３０と膨張側吐出室３２とにそれぞれ開口され、圧縮側吐出管２８は、トップシェル２０の内側に形成された圧縮側吐出室３４に開口されている。
【００２５】
また、メインフレーム１４の外周部１４ａには、冷凍サイクルから取り込んだ冷媒を圧縮部４に吸入する圧縮側吸入管３６が接続され、圧縮側吸入管３６と膨張側吐出管２６とは、固定スクロール８の基板８ａ内に形成された圧縮側吸入室３８と、膨張側吐出室３２とにそれぞれ開口されている。
【００２６】
一方、ボトムシェル２２の内側には潤滑油室４０が形成され、潤滑油室４０にはスクロールユニット１２を潤滑するための潤滑油が貯留される。
圧縮側吸入室３８には、固定スクロール８の基板８ａ及びメインフレーム１４を貫通する後述の送油孔６２（図２参照）が開口され、送油孔６２を介して潤滑油室４０の潤滑油が圧縮側吸入室３８に送油される。
【００２７】
また、固定軸１６内には、固定軸１６の軸線方向に沿って給油路４２が穿設され、給油路４２は潤滑油室４０と、固定軸１６の上端側の後述するボス（凹部）５０内の空間とに開口されている。
固定スクロール８はメインフレーム１４の外周部１４ａの内側に固定され、固定スクロール８の基板８ａの圧縮側吸入室３８よりも固定スクロール８の径方向で若干中心側には後述する圧縮側吐出孔４４が貫通して形成されている。圧縮側吐出孔４４の圧縮側吐出室３４に対する開口部には、冷媒中の潤滑油を分離するオイルセパレータ４５が装着されている。
【００２８】
可動スクロール１０はメインフレーム１４の台座部１４ｂにオルダムリング等の自転阻止機構４６を介して自転することなく公転旋回運動可能に支持され、自転阻止機構４６の外周側には環状のシールリング４８が設けられている。これら自転阻止機構４６及びシールリング４８は台座部１４ｂに嵌挿され、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い基板１０ａの基面１０ｂとは反対側の面である背面１０ｃに摺接される。更に、可動スクロール１０の背面１０ｃには、後述するブッシュ７２が摺回動可能に嵌挿される円筒状のボス５０が突設されている。
【００２９】
ここで、本実施形態のスクロールユニット１２は、圧縮機一体型膨張機において１組の固定スクロール８及び可動スクロール１０によって冷媒の作動室としての圧縮部４と膨張部２との両方を形成可能な、いわゆる単板型スクロールユニットであり、固定軸１６は、メインフレーム１４とともに可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持するのみであって、固定軸１６自体が回転駆動されることはない。
【００３０】
詳しくは、図２に示されるように、固定スクロール８の基面８ｂには、環状の中間仕切り壁（環状壁）５２と、環状の外側仕切り壁５４とが立設され、中間仕切り壁５２と外側仕切り壁５４との間には渦巻状の外側固定スクロールラップ（ラップ）５６、中間仕切り壁５２よりも中心側には渦巻状の内側固定スクロールラップ（ラップ）５８がそれぞれ立設されている。また、基面８ｂにはシールリング５９（図１参照）が嵌挿される環状溝６１が中間仕切り壁５２の端面に凹設されている。
【００３１】
固定スクロール８の基板８ａには、圧縮側吸入室３８が外側仕切り壁５４の若干内側の圧縮部４の外周端に形成され、中間仕切り壁５２の若干外側の圧縮部４の内周端に圧縮側吐出孔４４が形成されている。また、基板８ａには、膨張側吐出室３２が中間仕切り壁５２の若干内側の膨張部２の外周端に形成され、膨張側吸入室３０が膨張部２の内周端である中心部に形成されている。更に、基板８ａには、外側仕切り壁５４の若干外側に環状の油溝６０が形成され、油溝６０上に設けられた溝幅よりも大きい直径で所定の深さで座ぐり加工を施して形成した凹部の底面に上述した送油孔６２が形成されている。
【００３２】
一方、図３に示されるように、可動スクロール１０の基面１０ｂには、外側固定スクロールラップ５６に噛合う渦巻状の外側可動スクロールラップ（ラップ）６４と、内側固定スクロールラップ５８に噛合う渦巻状の内側可動スクロールラップ（ラップ）６６とが相反する渦巻の方向で立設されている。
上述したスクロールユニット１２によれば、中間仕切り壁５２よりも内側に膨張部２が形成され、中間仕切り壁５２と外側仕切り壁５４との間に圧縮部４が形成される。
【００３３】
詳しくは、図１中にて実線矢印で示されるように、膨張側吸入管２４から吸入された冷媒は、膨張側吸入室３０を経て膨張部２に取り込まれ、各スクロール８，１０が互いに協働することによって各ラップ５８，６６間に形成された膨張室にて膨張される。膨張室は、各スクロール８，１０の外周側に向けて移動しながらその容積が増大され、これに伴い可動スクロール１０が固定スクロール８の軸心周りに公転旋回運動される。
【００３４】
可動スクロール１０の公転旋回運動に供した冷媒は膨張側吐出室３２を経て膨張側吐出管２６を介しハウジング６外の冷凍サイクルに向けて吐出される。
一方、圧縮側吸入管３６から吸入された冷媒は、圧縮側吸入室３８を経て圧縮部４に取り込まれ、上述した膨張室の形成に伴い可動スクロール１０が固定スクロール８の軸心周りに公転旋回運動することにより、各スクロール８，１０が互いに協働することによって各ラップ５６，６４間に形成された圧縮室にて圧縮される。圧縮室は、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い各スクロール８，１０の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。そして、圧縮室の容積の減少に伴い高圧にされた冷媒は、圧縮側吐出孔４４、圧縮側吐出室３４を経て圧縮側吐出管２８を介しハウジング６外の冷凍サイクルに向けて吐出される。
【００３５】
更に、この過程において、図１中にて点線矢印で示されるように、圧縮側吐出孔４４から圧縮側吐出室３４に吐出される冷媒は、オイルセパレータ４５を通過する際に冷媒中の潤滑油が分離される。冷媒から分離された潤滑油は固定スクロールの基板の外周面に形成される切欠部４７とメインフレーム１４の内周面との間に形成された油戻路６３を経て潤滑油室４０に貯留される。潤滑油室４０に貯留された潤滑油は、その高圧によって給油路４２を上昇して固定軸１６の上端から吐出され、後述のニードルベアリング７０、円錐ころ軸受７８、ベアリング８０（何れも図４参照）を潤滑した後に、メインフレーム１４の台座部１４ｂと可動スクロール１０の背面１０ｃとの間に形成される背圧室６８に至る。
【００３６】
背圧室６８では、潤滑油によって自転阻止機構４６と台座部１４ｂ及び可動スクロール１０の背面１０ｃとの摺動部などが潤滑されるとともに、後述するように潤滑油の圧力によって可動スクロール１０が固定スクロール８に対して押圧付勢され、これより固定スクロール８に対する可動スクロール１０の円滑な公転旋回運動が可能となる。
このように、流体機械１では、冷媒の膨張エネルギーによってスクロールユニット１２が駆動され、このスクロールユニット１２の駆動力によって冷媒の圧縮エネルギーが発生する。この際、上述したように、固定軸１６はメインフレーム１４とともに可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持する支持機構１１を構成している。
【００３７】
詳しくは、図４の可動スクロール１０の支持機構１１を拡大した断面図に示されるように、固定軸１６の上端には軸部（固定軸）１６ａが形成され、軸部１６ａはニードルベアリング７０を介してブッシュ７２の孔部（係合部）７２ａに嵌挿されている。
一方、固定軸１６の下端には軸部１６ａから拡径された基部（固定軸）１６ｂが形成され、固定軸１６は基部１６ｂにおいてメインフレーム１４及び支持部材１８に対して固定される。
【００３８】
詳しくは、基部１６ｂの外周面にはねじ部７４が形成され、ねじ部７４をメインフレーム１４の底面１４ｃに貫通された底孔１４ｄと、メインフレーム１４の下端面に配された支持部材１８に貫通された貫通孔１８ａとに螺合することによって、固定軸１６がメインフレーム１６に締結される（ねじ機構、隙間調整手段）。
また、基部１６ｂの下端面には治具穴７６が設けられ、治具穴７６に図示しない治具を嵌合して操作することにより、スクロールユニット１２の組み付け段階においてメインフレーム１４に対する固定軸１６の螺進量を調整し、基面８ｂ、１０ｂ間の隙間を調整することができる。
【００３９】
一方、ブッシュ７２は円錐ころ軸受７８を介してボス５０に摺回動可能に嵌挿されている。円錐ころ軸受７８は、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴いブッシュ７２に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とを一括して受容している。
また、ブッシュ７２の下端にはボス５０の径よりも大きく拡径された鍔部７２ｂが形成され、鍔部７２ｂと基部１６ｂとの間にはベアリング８０が配設されている。更に、鍔部７２ｂには断面視Ｌ字形状のバランスウェイト８２が一体に形成され、バランスウェイト８２は可動スクロール１０とメインフレーム１４との間の空間８４において可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い回転される。
【００４０】
このように、固定軸１６はニードルベアリング７０、ブッシュ７２、円錐ころ軸受７８、ベアリング８０を介して可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持しており、支持機構１１は、ボス５０、ブッシュ７２及びその孔部７２ａ、固定軸１６の軸部１６ａ及び基部１６ｂから構成されている。
ここで、図５の固定軸１６の斜視図にも示されるように、軸部１６ａは固定軸１６全体の軸心８６と同芯を有して形成され、偏心されていない。
【００４１】
一方、図６のブッシュ７２の斜視図にも示されるように、孔部７２ａはブッシュ７２全体の軸心８８に対して偏心された位置に設けられている。換言すると、図７の固定軸１６にブッシュ７２を組み付けた状態を軸部１６ａ側からみた上面図に詳しく示されるように、ブッシュ７２は、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の円滑な公転旋回運動が可能な所定の偏心率にて、固定軸１６及びその軸部１６ａの軸心８６に対し偏心して組み付けられる。
【００４２】
また、図８の支持機構１１の概略構成図に示されるように、支持機構１１では、ボス５０と孔部７２ａとは軸部１６ａの軸線方向において互いにオーバーラップして配される。
詳しくは、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い軸部１６ａがその軸線方向にニードルベアリング７０を介して摺接される孔部７２ａの内周面７２ｃと、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴いブッシュ７２がその軸方向に円錐ころ軸受７８を介して摺接されるボス５０の内周面５０ａとは、軸部１６ａの軸線方向において少なくとも一部が重なるようにして位置づけられている。また、孔部７２ａは貫通孔に限らず、有底孔としても良い。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、一般に偏心ピンが一体化された偏心軸に換えて、偏心軸を真心の固定軸１６と、固定軸１６の軸心に対して偏心された位置に固定軸１６が挿通されるブッシュ７２とに分割して構成し、支持機構１１によって可動スクロール１０を公転旋回運動可能に支持している。
このような支持機構１１により、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴い発生する軸部１６ａの傾きを孔部７２ａで規制することができるため、軸部１６ａをフレーム１４のみで支持する場合に比して、特に孔部７２ａを図８に示されるように有底孔とした場合には、可動スクロール１０の転覆を効果的に抑制することができ、フレーム１４に対して発生する可動スクロール１０の摩擦抵抗を低減することができるため、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
【００４４】
また、支持機構１１では、ボス５０と孔部７２ａとは軸部１６ａの軸線方向において互いにオーバーラップして配される。これにより、軸部１６ａに作用するラジアル荷重の作用点と支点とを軸部１６ａの径方向に並置することができるため、軸部１６ａを傾かせる方向に発生する力のモーメント、すなわち可動スクロール１０の転覆モーメントを抑制することができる。従って、可動スクロール１０の転覆を確実に抑制することができ、フレーム１４に対して発生する可動スクロール１０の摩擦抵抗を確実に低減することができるため、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を確実に低減することができる。
【００４５】
また、固定軸１６の基部１６ｂにねじ部７４と治具穴７６とを形成することにより、スクロールユニット１２の組み付け段階において、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の軸線方向の寸法誤差に基づいてメインフレーム１４に対する固定軸１６の螺進量を調整することができる。従って、簡易な構成で固定スクロール８に対する可動スクロール１０の軸方向の寸法誤差を適切に管理することができるため、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の摩擦抵抗を容易に低減することができ、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
【００４６】
また、ブッシュ７２にバランスウェイト８２が設けられることにより、ブッシュ７２の摺回動時にブッシュ７２からボス５０に作用する遠心力をバランスウェイト８２の重量や大きさ、位置によって調整することができるため、ブッシュ７２のボス５０における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
【００４７】
更に、背圧室６８においてシールリング４８が自転阻止機構４６よりも可動スクロール１０の外周側に配されることにより、シールリング４８が自転阻止機構４６よりも可動スクロール１０の中心側に配される場合に比して、背圧室６８における加圧範囲を大きくすることができ、可動スクロール１０に対する必要な押圧力を低い背圧で得ることができる。
【００４８】
詳しくは、図９（ａ）は、シールリング４８を自転阻止機構４６の固定軸１６側（可動スクロール１０の中心側）に配置したときの可動スクロール１０の背圧Ｐｂの分布と、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の押し付け力Ｆｐの分布とを示している。この場合には、背圧室６８におけるシールリング４８の固定軸１６側、すなわちシールリング４８の内側の領域である内側受圧領域６８ａの面積が小さくなるため、押し付け力Ｆｐで可動スクロール１０の全体を押し上げるためには、内側受圧領域６８ａに高圧を付与し、シールリング４８の反固定軸１６側、すなわちシールリング４８の外側の領域である外側受圧領域６８ｂの圧力も高くする必要がある。
【００４９】
これに対し本実施形態では、シールリング４８を自転阻止機構４６の反固定軸側（可動スクロール１０の外周側）に配置し、図９（ｂ）には、このときの可動スクロール１０の背圧分布と、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の押し付け力分布とが示されている。この場合には、内側受圧領域６８ａの面積が大きくなり、図９（ａ）の場合に比して低い背圧Ｐｂで図９（ａ）の場合と同様の大きな押し付け力Ｆｐを得ることができる。従って、シールリング４８の位置を変更するだけの簡易な構成で、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の押圧面圧を小さくすることができるため、更に簡易にしてスクロールユニット１２の性能を向上することができて好ましい。
【００５０】
しかも、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の軸線方向における離間防止の為の背圧を適切に管理するために潤滑油を昇圧する等の複雑な潤滑油回路を形成してシールリング４８の内周側の背圧室６８の圧力を高める必要はない。従って、スクロールユニット１２に対するオイル供給手段を簡素化することができるため、より一層簡易にしてスクロールユニット１２の性能を向上することができて好ましい。
【００５１】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、ボス５０とブッシュ７２との間に円錐ころ軸受７８を介装しているが、これに限らず、変形例として、図１０の本発明の変形例に係る支持機構を拡大した断面図に示されるように、ボス５０の内周面５０ｂとブッシュ７２の外周面７２ｄとの間にスラストベアリング９０を設け、ボス５０の端面５０ｃと鍔部７２ｂとの間にラジアルベアリング９２を設けるようにしても良い。但し、円錐ころ軸受７８を設ける場合には、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴いブッシュ７２に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とを円錐ころ軸受７８に一括して受容させることができるため、上記スラスト及びラジアルベアリング９０，９２を別個に設ける場合に比して、流体機械１の構成が簡素化されて好適である。
【００５２】
更に、上記実施形態及び変形例のように、円錐ころ軸受７８やベアリング７０、９０、９２を設けることなく、ブッシュ７２自体を可動スクロール１０及び軸部１６ａの互いの相対回転を受容する滑り軸受としても良い。この場合には、可動スクロール１０の公転旋回運動に伴いブッシュ７２に作用するスラスト荷重とラジアル荷重とをブッシュに一括して受容させることができる。
【００５３】
しかも、円錐ころ軸受７８やベアリング７０、９０、９２を設ける場合に比して、スクロールユニット１２の更なる軽量化及び小径化が可能となり、背圧室６８を大きく確保することができる。従って、可動スクロール１０の低背圧化が可能となるため、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の摩擦抵抗を更に低減することができ、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができる。
【００５４】
更に、上記実施形態では、各基面間の隙間調整手段として、ねじ部７４と治具穴７６とからなるねじ機構が用いられているが、基部１６ｂをメインフレーム１６に対して進退可能にして各基面８ｂ、１０ｂ間の隙間を調整可能であればこれに限定されない。
更にまた、上記実施形態では、支持機構１１は、ボス５０、ブッシュ７２、基部１６ｂ、軸部１６ａ、孔部７２ａから構成されるが、これに限らず、図１１に示されるように、ボス５０の代わりに凹部９４をフレーム１４の底面１４ｃに設け、この凹部９４にブッシュ７２を摺回動可能に嵌挿し、基部１６ｂを可動スクロール１０の背面１０ｃから突設しても良い。
【００５５】
また、図８の変形例として図１２に示し、図１１の変形例として図１３に示すように、基部１６ｂを有さないで軸部１６ａのみで固定軸１６を形成しても良い。この場合には、固定軸１６の軸線方向を更に短くすることができるため、スクロールユニット１２を更に軽量化及び小型化することができて好ましい。
また、図１４に示されるように、ボス５０にブッシュ７２を摺回動可能に嵌挿し、基部１６ｂをフレーム１４の底面１４ｃから突設し、軸部１６ａを有さないで基部１６ｂのみで固定軸１６を形成し、孔部７２ａの代わりに孔部（係合部）１６ｃを基部１６ｂに設け、軸部１６ａの代わりに軸部（固定軸）７２ｅをブッシュ７２に埋設して形成し、基部１６ｂの外周部をブッシュ７２の内方に嵌め込むことによって、孔部１６ｃに軸部７２ｅを摺回動可能に嵌挿しても良い。
【００５６】
また、図１５に示されるように、凹部９４にブッシュ７２を摺回動可能に嵌挿し、基部１６ｂを可動スクロール１０の背面１０ｃから突設し、軸部１６ａを有さないで基部１６ｂのみで固定軸１６を形成し、図１４の場合と同様に、孔部１６ｃを基部１６ｂに設け、軸部７２ｅをブッシュ７２に埋設して形成し、基部１６ｂの外周部をブッシュ７２の内方に嵌め込むことによって、孔部１６ｃに軸部７２ｅを摺回動可能に嵌挿しても良い。この図１４、１５の場合にも、固定軸１６の軸線方向を更に短くすることができるため、スクロールユニット１２を更に軽量化及び小型化することができて好ましい。
【００５７】
これらの図１１〜１５の場合にも、軸部１６ａをフレーム１４のみで支持する場合に比して、可動スクロール１０の転覆を抑制することができ、フレーム１４に対して発生する可動スクロール１０の摩擦抵抗を低減することができるため、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を大幅に低減することができる。
更に、図１６〜１９に示されるように、バランスウエイト８２に換えて、またはバランスウエイト８２と併用し、鍔部７２の一部を扁平な形に切り欠いたり、或いは、ブッシュ７２をその軸線方向や径方向に向けて貫通または凹ませて肉抜きして形成した減肉部９６を設けても良い。
【００５８】
この場合には、ブッシュ７２の摺回動時にブッシュ７２からボス５０に作用する遠心力を減肉部９６の大きさや位置によって調整することができるため、ブッシュ７２のボス５０における摺回動を容易に円滑にすることが可能となり、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失を更に低減することができる。
特に、減肉部９６の大きさや位置を調整することによってバランスウェイト８２が不要となったり、小型化できたりする場合には、スクロールユニット１２の更なる軽量化及び小型化が可能となり、背圧室６８の容量を大きく確保することができる。従って、可動スクロール１０の低背圧化が可能となるため、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の摩擦抵抗を更に低減することができ、流体機械１の駆動エネルギーの機械損失の更なる低減を図ることができて好ましい。
【００５９】
最後に、上記実施形態では、単板型のスクロールユニット１２を有する圧縮機一体型膨張機に本発明を適用した場合について説明しているが、これに限らず、本発明は、単一のスクロールユニットを有する膨張機や圧縮機など、スクロールユニットを備えたあらゆる流体機械にも適用することは可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  スクロール型流体機械
８  固定スクロール
８ａ  固定スクロールの基板（基板）
８ｂ  固定スクロールの基板の基面（基面）
１０  可動スクロール
１０ａ  可動スクロールの基板（基板）
１０ｂ  可動スクロールの基板の基面（基面）
１０ｃ  可動スクロールの基板の背面（背面）
１１  支持機構
１２  スクロールユニット
１４  メインフレーム（フレーム）
１４ａ  外周部
１４ｂ  台座部
１４ｃ    底面
１６    固定軸
１６ａ  軸部（固定軸）
１６ｂ  基部（固定軸）
１６ｃ  孔部（係合部）
５０  ボス（凹部）
５６  外側固定スクロールラップ（ラップ）
５８  内側固定スクロールラップ（ラップ）
６４  外側可動スクロールラップ（ラップ）
６６  内側可動スクロールラップ（ラップ）
７２  ブッシュ
７２ａ  孔部（係合部）
７２ｅ  軸部（固定軸）
８２  バランスウェイト
９４  凹部
９６  減肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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